王仕朝
(宁德沈海复线双福高速公路有限责任公司,福建 宁德 352100)
随着城市化进程的加快和交通运输需求的增加,公路建设工程的规模和数量不断增加,而在公路建设过程中,沉降段路基路面的施工技术一直是关注的焦点。一旦路基条件较差导致路面出现下沉现象,这种情况会给公路使用者带来安全隐患,也会影响交通运输的顺畅进行,因此对沉降段路基路面施工技术的研究具有重要意义。基于此,本文旨在分析沉降段路基路面出现沉降的危害,进一步明确路基路面出现沉降的原因,针对问题提出有效解决措施。
桥头跳车是指车辆在驶过公路沉降段时,由于路面高度突然降低,造成车辆前轮与桥头之间的不平衡,导致车辆产生剧烈的晃动,甚至出现失控现象(见图1)。同时,桥头跳车还会给公路的使用寿命产生负面影响,加剧公路的破损程度,进而会增加维修和维护的成本。
图1 易导致桥头跳车的路面情况
若沉降段路基路面质量存在问题,再加上长期受到车辆荷载、降水等自然环境影响,会增加其发生质量问题的概率。
同时,沉降段的路基和路面失去原有稳定性,容易造成路面龟裂、地面塌陷等问题,给维修人员带来困扰。要想解决这些问题,施工单位需要投入大量的资金进行公路养护,从而增加养护维修费用。而如果沉降现象得不到及时处理,将会给周边环境造成严重破坏,无形中增加修复的难度系数[1-2]。
公路沉降段的路基路面出现沉降问题,主要是由于路基结构设计引起的。
首先,路基设计不合理。在进行路基设计时,需要考虑到地质、土壤、环境等因素,才能确保路基的稳定性和承载能力。但从目前部分路基设计情况来看,其存在缺乏科学依据的问题,导致路基无法承受交通荷载的压力,从而引发路基沉降问题。其次,路面材料选择不严格。路面材料选择应根据路段的交通流量、车辆类型、气候条件等因素来确定,从而确保路面的耐久性。而施工人员在选择材料过程中,很可能选择不适合该路段的材料,如使用质量不合格的沥青混凝土、混凝土等材料,将导致路面材料失去稳定性,从而引发路基沉降问题。最后,施工方法不符合要求。施工过程中,如果没有严格按照设计要求进行施工,如未正确控制土方开挖和填筑、未进行适当的土壤加固、压实等措施,都可能导致路基的不稳定,从而引发路基沉降问题[3-4]。
压实度是指土壤或路基材料在施工过程中经过合理的压实措施后达到的密实程度。如果压实度不足会导致路基土体松软,无法承受交通载荷的作用,从而引发沉降。目前,导致压实度不足的原因有多种,如施工过程中未严格按照规范和设计要求进行压实作业、使用的压实设备不符合要求、路基土种类和含水量等均会影响压实度的达标程度。除了压实度不足,压实度不均匀也是公路沉降段出现的常见问题。当路基土的压实度在不同位置存在较大差异时,会导致路基土的承载能力不均匀,从而造成局部区域的沉降。另外,良好的压实度需要经过严格的监测和评估。然而,个别施工单位未能及时进行压实度的监测,从而无法及时发现问题,并采取措施加以修复。这样一来,压实度问题逐渐积累,从而产生公路沉降段[5-7]。
部分施工单位在进行路基处理时,未按照科学合理的方式进行,对路基处理中的质量控制重视程度有待提高,在公路施工前并未详细调查施工现场,不了解施工现场软土层位置、软土深度等数据,导致地基强度和承载力无法达到预期标准。在公路投入使用后,经过长期的车辆荷载作用,沉降路段较易发生不均匀沉降问题[8]。
在进行公路沉降段路基路面施工时,需要对地质条件进行详细勘查,根据地质勘查结果,合理选择路基路面的材料和结构形式,确保其能够承受预期的交通荷载。同时,要综合考虑施工路段的水文条件,选择合适的排水措施,避免水分渗透导致路基路面沉降。还要严格按照设计要求进行施工,确保各个施工环节的质量。首先,进行路基土的加固处理,如填筑加固层、改良土壤等,提高路基的承载能力和稳定性;其次,进行路面铺设,确保路面的平整度和强度;最后,进行路基路面的监测,及时发现并处理沉降问题。值得注意的是,公路沉降段的施工并不是一次性的任务,而是需要进行长期的维护管理。例如,在路面铺设时,选择适合维护的材料和技术,以减少维护成本和频率,且在桥台以及路堤之间的渐变段应不小于50m,缓和段沉降的差应控制在5cm 之内[9-10]。
为避免出现不均匀沉降问题,保证车辆能顺利通行。施工人员在进行沉降段路基路面施工时,除了充分勘查施工现场地质条件外,还要合理设置搭板,优化设计公路结构,保证搭板施工质量,以保证公路桥梁过渡段的结构平整,避免车辆行驶时出现颠簸的情况[11]。同时,在进行施工时,需控制好搭板和沉降段路基路面的顶面,确保两者的标高一致,才能保证结构在平行状态,保障公路和桥梁的平稳过渡(见图2)。
图2 搭板设置
在施工前需要进行详细的勘查和设计,确定地形、地势、地下水位等信息。根据勘查结果,合理规划和布置排水系统,确保排水能够顺利进行。在设计阶段,需要考虑到水流的方向、坡度、流速等因素,并选择合适的排水设施,如雨水口、排水管道等。在施工过程中,需要合理选择和使用材料。对于路基和路面材料,应选择透水性好、耐压力强的材料,以确保水能够迅速排出,并避免路基路面沉降。因此,根据施工现场实际情况,科学合理地安排排水管道等,以顺利冲刷排出积聚在路面上的雨水。除此之外,为避免出现雨水下渗可能破坏路基路面结构的问题,需要抬高路基的高度,保证沉降段路基路面结构的稳固性以及可靠性,避免沉降段路基路面出现问题。
部分公路项目之所以会出现地基不均匀沉降的情况,是因为并未进行路面适当填补而造成的。因此,在进行公路施工时,施工人员要根据施工现场的实际情况,适当填充路面,有效提高路基路面的承载能力和抗压能力[12]。
第一,在进行后台填充时,严格选择沉降段的填充材料,保证所选用的填充材料的刚性具有桥台、路基材料的综合性能,填充材料最好选择轻型材料,该材料经过密实度处理并进行填充,保证地基具有一定弹性,让其能够防范反复性荷载冲力,从而有效避免地基出现变形的情况。
第二,需要保证填充材料具有一定的透水性,可以选用砂土、碎石等作为填充材料,若所选用的材料透水性较差,在材料中添加适量石灰,有效改善材料的稳定程度。
第三,对部分填充材料进行必要处理,能防范公路工程出现其他安全隐患,从而能够保证公路工程的质量,也能够保证人们安全出行(见图3)。
图3 路基附加沉降分布示意图
在公路施工中,沉降段路基路面的施工技术是一个重要的研究领域。通过对这一问题进行深入研究,得出以下结论:
第一,在设计和施工过程中,应充分考虑地质条件、环境因素、材料选择、施工工艺等各方面的影响。只有综合考虑这些因素,才能确保施工质量和道路使用寿命。
第二,沉降段路基路面的施工需要采取合理的工序。在施工过程中,应按照一定的顺序进行,确保每个环节的质量和进度。例如,可以采用先填土再压实的施工方法,以确保路基的稳定性和承载能力。
第三,沉降段路基路面的施工需要使用适当的材料。选择合适的填料和路面材料对于减少沉降具有重要意义。同时,应注意材料的质量和施工时的操作规范,以确保路面的平整度和耐久性。
综上所述,通过合理的设计、科学的施工和有效的监测,可以提高路基路面的质量和延长使用寿命,为公路交通的安全和便利作出贡献。未来,需要进一步深入研究这些施工技术,为公路建设提供更好的保障。